KR0152374B1 - Method and apparatus for controlling peak envelope power of power amplifier - Google Patents

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Abstract

다수의 채널을 증폭하는 선형 전력 증폭기(10)의 피크 포락 전력을 감소시키는 장치 및 방법이 개시되어 있다. 상기 방법은 선형 전력 증폭기의 출력에 대한 피크 포락 전력을 측정하는 단계 (104), 다수의 채널의 각각의 채널에 대한 채널 액티비티 레벨을 측정하는 단계 (101), 및 피크 포락 전력이 제1 임계값 이상일 때 피크 포락 전력을 감소시키기 위하여 다수의 채널 중 제2 임계값 이상인 채널 액티비티 레벨을 갖는 채널의 적어도 하나의 파라미터를 변경시키는 단계 (103, 106)을 포함한다.Apparatus and methods are disclosed for reducing peak envelope power of a linear power amplifier (10) that amplifies multiple channels. The method includes measuring 104 peak envelope power for an output of a linear power amplifier, measuring channel activity level 101 for each channel of the plurality of channels, and peak envelope power being at a first threshold value. Changing at least one parameter of a channel having a channel activity level that is above a second threshold of the plurality of channels to reduce peak envelope power when at least 103.

Description

전력 증폭기의 피크 포락 전력을 제어하기 위한 방법 및 장치Method and apparatus for controlling peak envelope power of power amplifier

각각의 기지국을 통해 다수의 트래픽 채널(traffic channel)을 동시에 처리하는 셀룰러 시스템이 공지되어 있다. 이러한 시스템에는 지역 기지국을 통해 이동 통신 장비와의 통신을 지원하는 다수의 채널 (f1-fn)이 할당되어 있다. 또한, 각각의 기지국은 채널 (f1-fn)의 서브세트(subset)가 할당된다. 기지국에 할당된 채널의 서브세트 중 적어도 하나의 (때로는, 그 이상의) 채널이 액세스 제어와 채널 설정(set-up)을 위한 제어 채널로 지정된다.Cellular systems are known that process multiple traffic channels simultaneously through each base station. Such a system is assigned a number of channels f 1 -f n that support communication with mobile communication equipment through a local base station. In addition, each base station is assigned a subset of channels f 1 -f n . At least one (sometimes, more) of the subset of channels assigned to the base station is designated as a control channel for access control and channel set-up.

기지국의 서비스 영역(service coverage area) 내에서 트래픽 채널로 통신 장비와 통신하는 것은 서비스 영역 내의 중앙에 위치한 전방향성 안테나(omnidirectional antenna)를 통하여 수행된다. 다수의 통신 처리(transaction)가 안테나를 통하여 동시에 이루어 지는데, 이때 각각의 통신은 트래픽 채널로 할당된(기지국에 위치한) 송신기에 의해 지원된다. 각각의 송신기는 송수신기 내의 변조된 전송 신호원(modulated transmit signal source) 및 무선 주파수(RF) 전력 증폭기를 포함한다. 그럼으로써 각각의 송신기는 신호를 발생시키고, 변조하며 증폭한다.The communication with the communication equipment in the traffic channel in the service coverage area of the base station is performed through an omnidirectional antenna located centrally in the service area. Multiple communication transactions occur simultaneously via the antenna, with each communication being supported by a transmitter (located at the base station) assigned to the traffic channel. Each transmitter includes a modulated transmit signal source and a radio frequency (RF) power amplifier in the transceiver. Each transmitter thereby generates, modulates, and amplifies the signal.

중앙 안테나로부터의 다수의 트래픽 채널 신호가 동시에 전송되기 위해서는, 각각의 동작 중인 송수신기의 송신 출력이 중앙 안테나에 인가되어 그로부터 전송되기 전에 결합되어야 한다. 간섭을 일으키는 상호 변조 곱(interference-producing intermodulation products)를 없애기 위하여, 신호는 증폭 처리 중에 수행되는 소정의 비선형 단계를 거친 후에 결합되어야 한다. 더우기, 결합 토폴로지(topology)는 병렬 증폭 브랜치(parallel amplification branches)의 신호가다른 전력 증폭기의 출력으로 결합되어 상호 변조 곱을 다시 만들지 않도록 충분한 역 분리(reverse isolation)를 제공하여야 한다.In order for multiple traffic channel signals from a central antenna to be transmitted simultaneously, the transmit power of each active transceiver must be combined before being applied to and transmitted from the central antenna. In order to eliminate interference-producing intermodulation products, the signals must be combined after undergoing some non-linear steps performed during the amplification process. In addition, the coupling topology must provide sufficient reverse isolation so that signals from parallel amplification branches are combined into the output of the other power amplifier to not recreate intermodulation products.

각각의 송수신기가 그 자체의 전력 증폭기(PA)를 갖추고 있는 경우, 결합 손실(combining loss) 뿐 아니라 신호 레벨이 높은 경우, 전력 증폭(PA) 후에 결합이 이루어져야 한다. 필요한 분리를 하면서 이러한 높은 레벨의 RF 신호를 결합하기 위한 공동 결합기(cavity combiner)는 본 발명의 양수인에게 양도된 미합중국 특허 제4,667,172호에 의해 제공된다.If each transceiver has its own power amplifier (PA), the coupling must be done after power amplification (PA) if the signal level is high as well as the coupling loss. A cavity combiner for combining this high level RF signal with the necessary separation is provided by US Pat. No. 4,667,172, assigned to the assignee of the present invention.

다른 통신 시스템에서는, 송수신기가 개별적인 PA를 갖추지 않으면, RF 신호가 송수신기의 출력 단에서 비교적 낮은 전력 레벨로 결합된 후, 공통의 멀티톤(multitone) 선형 PA(LPA)가 증폭하는데 대신 사용된다. 공통 안테나를 사용하는 시스템에서, 트래픽 채널을 위한 이러한 공통의 LPA는, 특히 한 사이트(site)에서 아날로그 및 디지틀 변조 시스템 모두가 결합될 때 시스템 토폴로지를 상당히 간략화한다.In other communication systems, if the transceiver does not have a separate PA, the RF signal is combined at a relatively low power level at the output of the transceiver and then a common multitone linear PA (LPA) is used instead to amplify. In a system using a common antenna, this common LPA for traffic channels significantly simplifies the system topology, especially when both analog and digital modulation systems are combined at one site.

한편, LPA의 사용은 RF 신호가 균등한 간격으로 배치된 채널 주파수들 상에 위치하고 공통의 주파수 소스로 위상 동기화되어 있는 경우에는 특히 불리하다. 이러한 경우에는, 합성 신호의 피크 포락 전력이 LPA의 전력 피크 전력 구동 능력(power peak power capability)을 초과하는 경우에 신호 클리핑(signal clipping)을 일으키는 진폭 변동이 발생할 수 있다.On the other hand, the use of LPA is particularly disadvantageous when the RF signal is located on evenly spaced channel frequencies and phase synchronized to a common frequency source. In such a case, an amplitude variation may occur that causes signal clipping when the peak envelope power of the synthesized signal exceeds the power peak power capability of the LPA.

제1도는 시간 주기 T 동안에 3개의 신호 A, B 및 C 와 관련된 간단한 경우의 신호 위상 변위(signal phasing)의 효과를 도시하고 있다. 3개의 신호가 제1a도, 제1b도 및 제1c도에 각각 도시되어 있다. 누산된 합성 신호의 포락 (A+B+C의 절대값)는 제ad도에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 모든 3개의 신호가 보강하여 더해질 때인 주기의 중간(T/2)에서 포락 피크가 발생한다. 이 피크의 크기는 제1e도에서 도시되는 바와 같이, 신호 C의 위상을 역으로 하여 (즉, A+B-C의 절대값을 취하여) 감소될 수 있다.1 shows the effect of signal phasing in the simple case associated with three signals A, B and C during time period T. Three signals are shown in FIGS. 1a, 1b and 1c, respectively. The envelope of the accumulated composite signal (absolute value of A + B + C) is shown in FIG. As shown, an envelope peak occurs in the middle (T / 2) of the period, when all three signals are added up reinforcement. The magnitude of this peak can be reduced by reversing the phase of signal C (i.e., taking the absolute value of A + B-C), as shown in FIG.

클리핑은 LPA의 이득(gain)으로 곱해진 합성 입력 신호의 피크 포락 전력(포락 크기의 제곱)이 LPA의 피크 출력 전력 구동 능력을 초과할 때 LPA에서 생길 수 있다. 위상 정렬로 인한 피크는 1초 내지 10초, 또는 어떤 시스템에서는 더 긴 주기 동안 지속되는 것으로 나타났다. RF 신호의 클리핑은 다른 RF 채널 상에 상호 변조 곱을 만들고 시스템 성능을 저하시키게 된다.Clipping can occur at the LPA when the peak envelope power (square of the envelope size) of the composite input signal multiplied by the gain of the LPA exceeds the LPA's peak output power driving capability. Peaks due to phase alignment have been shown to persist for 1 to 10 seconds, or for longer periods in some systems. Clipping of the RF signal creates an intermodulation product on other RF channels and degrades system performance.

동상(in phase) 신호의 합에 의한 클리핑은 이러한 신호의 캐리어(carriers)가 (음성이 없는 동안) 변조되지 않거나 (음성 파형의 저 에너지 부분 동안) 약하게 변조될 때 가장 심해진다. 캐리어의 완전한 변조는 캐리어 위상이 무작위적으로 변화되도록 하며, 이로 인해 클리핑되는 기간이 1밀리초 정도의 시간 주기로 제한되게 된다. 그러나, 캐리어가 변조되지 않거나 또는 약하게 변조되는 경우에, 클리핑 처리가 기여 캐리어들(contributing carriers)의 주파수 차이와 동일한 비율(rate)로 주기적으로 반복되어 나타난다. 이 반복되는 클리핑 처리로 인해 캐리어들의 위상이 같아질 때 강한 상호 변조 곱이 발생된다.Clipping by the sum of in-phase signals is most severe when the carriers of these signals are not modulated (while not speech) or weakly modulated (during the low energy portion of the speech waveform). Full modulation of the carrier causes the carrier phase to change randomly, which limits the period of clipping to a time period of around one millisecond. However, if the carrier is unmodulated or weakly modulated, the clipping process appears repeated periodically at the same rate as the frequency difference of the contributing carriers. This repeated clipping process results in a strong intermodulation product when the carriers are in phase.

위상 합상(phase summations)에 의한 피크 포락 전력을 제어하기 위한 종래의 방법으로는 LPA의 정격 출력을 변경하는 방법(de-rating of LPAs) 또는 주파수 기준에서 고의적으로 상관성을 제거시키는 방법(decorrelating frequency references)이 있다. 정력 출력을 변경하는 방법은 과도하게 큰 LPA를 사용하여 위상 피크를 조절한다. 주파수 기준에서 상관성을 제거하는 방법은 피크가 생길 경우에도 그 피크가 매우 짧아서 결과적으로 더 쉽게 허용 번위내로 들어오게 함으로써 종래의 문제점을 개선시킨다.Conventional methods for controlling peak envelope power due to phase summations include de-rating of LPAs or deliberately decoupling from frequency reference. There is). The method of changing the energetic output uses an overly large LPA to adjust the phase peak. The method of eliminating the correlation in the frequency reference improves the conventional problem by making the peak very short even when it occurs, and consequently making it easier to enter the tolerance.

상관성이 없는 (독립적인) 주파수 기준을 사용하는 방법은 비용이 많이 들고 비효율적이다. 또한, 과도하게 큰 LPA를 사용하는 방법은 낮은 전력 레벨에서 신호를 결합하는 데서 오는 고유의 장점을 살리지 못한다. 따라서, LPA에서 피크 포락 전력을 제어하는 더 효율적인 방법이 필요하다.Using an unrelated (independent) frequency reference is expensive and inefficient. Also, using an overly large LPA does not take advantage of the inherent benefits of combining signals at low power levels. Thus, there is a need for a more efficient way of controlling peak envelope power in LPA.

본 발명의 분야는 전력 증폭기(Power Amplifiers : PAs)에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 전력 증폭기의 피크 포락 전력(peak envelope power)을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to power amplifiers (PAs), and more particularly, to a method and apparatus for controlling peak envelope power of a power amplifier.

제1도는 전력 증폭기에서 피크 포락 전력의 피크를 만드는 위상 합산의 효과를 도시한 도면.1 shows the effect of phase summing to produce peaks of peak envelope power in a power amplifier.

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 기지국의 송신부(transmitter section)를 간략히 도시한 블럭도.2 is a block diagram schematically illustrating a transmitter section of a cellular base station according to an embodiment of the present invention.

제3도는 본 발명의 실시예에 따른 위상 제어기를 도시한 블럭도.3 is a block diagram illustrating a phase controller according to an embodiment of the present invention.

제4도는 본 발명의 실시예에 따라 피크 포락 전력 제어를 수행하는 단계들을 도시한 순서도.4 is a flowchart illustrating steps of performing peak envelope power control in accordance with an embodiment of the present invention.

제5도는 본 발명의 실시예에 따른 송신부를 도시한 블럭도.5 is a block diagram showing a transmitter according to an embodiment of the present invention.

LPA의 피크 포락 전력(PEP)을 제어하는 문제에 대한 해결책은 개념적으로 말하자면 무작위로 또는 미리 설정된 파라미터 변경 계획에 따라 선택된 채널로서 변조되지 않거나 또는 약하게 변조된 채널의 신호에 대해 그 파라미터를 변경하는 것이다. 파라미터 변경은 선형 전력 증폭기의 입력 또는 출력에서 PEP를 측정한 후 한번에 한 캐리어씩 이루어진다. 파라미터 변경으로 인해 이전의 PEP 전력 측정값 보다 PEP가 증가되는 경우, 이전의 파라미터로 바꾸어 사용한다. 현재의 PEP가 이전의 측정값보다 작은 경우, 파라미터 변경이 그대로 이루어지고, 파라미터를 변경하기 위하여 다음 캐리어가 선택된다.The solution to the problem of controlling the peak envelope power (PEP) of the LPA is conceptually to change the parameter for a signal of a channel that is unmodulated or weakly modulated as a channel chosen randomly or according to a preset parameter change scheme. . Parameter changes are made one carrier at a time after measuring the PEP at the input or output of the linear power amplifier. If the PEP increases from the previous PEP power measurement due to a parameter change, replace the previous parameter. If the current PEP is smaller than the previous measurement, the parameter change is made and the next carrier is selected to change the parameter.

변조되지 않거나 또는 약하게 변조된 채널의 파라미터를 제어하여 PEP를 제어함으로써 채널에 변경을 가하는 것을 제한한다는 이점을 얻을 수 있으며, 이로 인해 PEP를 제어 가능하게 개선할 수 있게 된다. 변조되지 않거나 약하게 변조된 채널에 대한 파라미터 변경을 제한함으로써 변조되지 않거나 약하게 변조된 채널의 신호 레벨이 중요한 신호 정보의 손실없이 감쇠되도록 하며, 더우기 캐리어 위상 변경과 관련된 후속하는 팝(pops)과 클릭(clicks)을 감쇠시키는 유익한 효과를 얻을 수 있다.By controlling the PEP by controlling the parameters of unmodulated or weakly modulated channels, the advantage of limiting changes to the channel can be obtained, which makes it possible to controllably improve the PEP. By limiting parameter changes to unmodulated or weakly modulated channels, the signal levels of unmodulated or weakly modulated channels are attenuated without loss of important signal information, and further subsequent pops and clicks associated with carrier phase changes ( This has the beneficial effect of attenuating clicks.

PEP의 절대값은 PEP를 제어할 필요가 있다는 것을 나타내는 것으로 한다. PEP가 임계값 이상인 경우, PEP가 임계값 이하로 감소될 때까지 한번에 하나의 캐리어씩 파라미터 변경이 계속된다. PEP가 다시 임계값 이상으로 되는 경우, 상기 과정이 다시 시작된다.The absolute value of the PEP indicates that it is necessary to control the PEP. If the PEP is above the threshold, the parameter change continues one carrier at a time until the PEP is reduced below the threshold. If the PEP goes back above the threshold, the process starts again.

파라미터의 변경은 위상 변경 또는 전력 제어 변경일 수 있다. 파라미터의 변경은 변조되지 않거나 약하게 변조된 채널에 대해서만 수행된다. 변조 레벨의 결정은 채널 액티비티 레벨(channel activity level)의 측정에 의한다. 채널 액티비티 레벨이 임계값 이상인 경우, 변조되지 않거나 약하게 변조된 채널을 나타내며, 이때 PEP를 제어하기 위해 그러한 채널들에 대해 파라미터 변경이 이루어진다.The change in the parameter may be a phase change or a power control change. Changing parameters is only performed for unmodulated or weakly modulated channels. Determination of the modulation level is by measuring the channel activity level. If the channel activity level is above the threshold, it indicates an unmodulated or weakly modulated channel, where parameter changes are made to those channels to control the PEP.

제4도는 본 발명의 한 실시예에 따른 PEP 제어의 과정을 도시한 순서도이다. 본 발명의 과정에 대한 이해를 돕기 위하여 제4도를 참조한다.4 is a flowchart illustrating a process of PEP control according to an embodiment of the present invention. See Figure 4 for a better understanding of the process of the present invention.

설명의 편의를 위하여, 본 발명의 논의는 캐리어 위상 변이(carrier phasing)에 대한 파라미터의 제어에 기초하여 PEP를 감소시키는 데 제일 먼저 촛점을 맞추겠다. 각각의 캐리어에 대한 전력 제어와 같이 추가적인 파라미터에 기초하여 PEP를 제어하는 과정은 PEP를 제어하는데 있어서 동등하게 유효한 방법임을 이해하여야 한다. 위상 변경에 기초하여 PEP를 제어하는 것에 관해 설명한 후, 변조되지 않거나 약하게 변조된 채널로 전송된 신호를 진폭 제어하는 방법을 성명하기로 한다.For convenience of explanation, the discussion of the present invention will first focus on reducing PEP based on the control of parameters for carrier phasing. It should be understood that the process of controlling the PEP based on additional parameters, such as power control for each carrier, is an equally effective way to control the PEP. After describing PEP control based on phase change, a method of amplitude control of a signal transmitted on an unmodulated or weakly modulated channel will be described.

제2도는 본 발명에 따른 셀룰러 기지국의 셀룰러 전력 증폭기의 송신부(10)을 도시한 블럭도이다. 무선 전화 (도시되지 않음)을 위한 제어 정보는 제어기(11) 내에서 작성되어, 제어기 송신기(12) 내에서 캐리어 주파수로 변조되고, 송신 결합기(15) 내에서 다른 신호와 결합되며, LPA(17) 내에서 증폭되어, 안테나(18)을 통해 전송된다. 이와 유사하게, 제어기(11)에 의해 수신된 트래픽 정보는 트래픽 송신기(13-14) 내에서 변조되어, 송신 결합기(15)에서 결합되고, LPA(17)에서 증폭되어, 안테나(18)을 통해 전송된다.2 is a block diagram showing the transmitter 10 of the cellular power amplifier of the cellular base station according to the present invention. Control information for a radiotelephone (not shown) is created in the controller 11, modulated to a carrier frequency in the controller transmitter 12, combined with other signals in the transmit combiner 15, and LPA 17. Is amplified in the λ) and transmitted through the antenna 18. Similarly, the traffic information received by the controller 11 is modulated in the traffic transmitter 13-14, combined at the transmit combiner 15, amplified at the LPA 17, and via the antenna 18. Is sent.

공중 교환 전화망(PSTN) 또는 다른 기지국 (도시되지 않음) 내로부터 발신된 시작한 트래픽 채널 정보는 제어기(11)에 의해 적당한 트래픽 송신기(13-14)로 라우팅된다. 또한, 제어기(11) 내에서 발신된 제어 정보는 제어기(11)에 의해 제어 송신기(12)로 라우팅된다. 송신기(12-14)의 낮은 레벨의 출력 신호는 LPA(17) 내에서 나중에 증폭하기 위해 저항성 또는 기타의 결합 기술을 통해 결합기(15) 내에서 결합된다. LPA(17) 내에서 결합된 신호는 안테나(18)을 통해 전송하기에 충분한 레벨로 증폭된다.Initiated traffic channel information originating from a public switched telephone network (PSTN) or other base station (not shown) is routed by the controller 11 to the appropriate traffic transmitters 13-14. In addition, the control information sent in the controller 11 is routed by the controller 11 to the control transmitter 12. The low level output signal of transmitter 12-14 is coupled within combiner 15 via a resistive or other coupling technique for later amplification within LPA 17. The combined signal in the LPA 17 is amplified to a level sufficient to transmit through the antenna 18.

결합기(15)의 PEP 출력 레벨은 PEP 검출기(16)을 통해 제어기(11)에 의해 모니터된다. 단계(104)에서 PEP 검출기(16)에 의해 측정된 PEP 레벨은 PEP를 제어할 필요성을 결정하기 위하여 제어기(11) 내에 저장된 임계값과 비교된다(단계(105)). PEP를 제어할 필요성이 있다고 결정되면, 제어기는 PEP가 임계값 이하로 될 때까지 한번에 하나씩 변조되지 않거나 약하게 변조된 캐리어의 위상을 순차적으로 변경시킨다.The PEP output level of the combiner 15 is monitored by the controller 11 via the PEP detector 16. The PEP level measured by the PEP detector 16 in step 104 is compared with a threshold stored in the controller 11 to determine the need to control the PEP (step 105). If it is determined that there is a need to control the PEP, the controller sequentially changes the phase of unmodulated or weakly modulated carriers one at a time until the PEP is below the threshold.

제어기(11)은 송신기(12-14) 또는 결합기(15) 내의 그와 대응하는 신호 경로들 각각에 있는 위상 제어 장치를 통해 송신부(10) 내에서 발생된 각각의 무선 주파수 신호에 대해 위상 변경을 가한다. 이러한 위상 제어 장치(30)의 일례가 제3도에 도시되어 있다. 이 위상 제어 장치(30)은 제어부(23), 릴레이 장치(24-25) 및 반파장 도전체(22)로 구성된다. 제어부(23)은 제어기(11)로부터 적당한 명령을 수신하면 릴레이 장치(24-25)를 2 상태 사이에서 스위칭되도록 한다. 제1 상태에서, 릴레이 장치는 (제3도에서 도시된 바와 같이) 정지 상태(quiescent state)에 있고, 이 상태에서는 반파장 도전체(22)가 RF 회로에 포함되지 않는다. 제2 상태에서, 제어기(11)은 제어부(23)을 통해 릴레이 장치(24-25)에 전압을 가함으로써 반파장 도전체(22)를 RF 경로에 삽입한다. 신호 경로에 반파장 도전체(22)를 결합하는 것(coupling)에 의해 캐리어 신호에 π값과 동일한 위상 변경을 가하게 된다.The controller 11 carries out a phase change for each radio frequency signal generated in the transmitter 10 via a phase control device in each of its corresponding signal paths in the transmitter 12-14 or combiner 15. Add. An example of such a phase control device 30 is shown in FIG. 3. This phase control apparatus 30 is comprised from the control part 23, the relay apparatus 24-25, and the half-wave conductor 22. As shown in FIG. The control unit 23 causes the relay device 24-25 to switch between the two states upon receiving the appropriate command from the controller 11. In the first state, the relay device is in a quiescent state (as shown in FIG. 3) in which half-wave conductor 22 is not included in the RF circuit. In the second state, the controller 11 inserts the half-wave conductor 22 into the RF path by applying a voltage to the relay device 24-25 via the control unit 23. Coupling the half-wave conductor 22 into the signal path adds a phase change equal to the value of π to the carrier signal.

제3도의 위상 제어 장치(30)은 본 발명에서 사용될 수 있는 위상 편이기(phase shifter)의 유일한 형태가 아니라는 점을 이해해야 한다. π/2, π, 및 3π/2 의 위상 편이(phase shift)를 만들 수 있는 것과 같은, 2 이상의 상태를 가진 위상 제어기로 변경하는 것도 가능하다. 이는 제3도에서 도시한 위상 제어 장치(30)을 반파장 도전체(22) 대신에 1/4 파장 도전체를 포함하는 유사한 위상 제어 장치와 캐스캐이드로 연결(cascading)함으로써 만들 수 있다. 또한, 위상 제어는, 예를 들어 특정한 합성기(synthesizer)를 구동하는 기준 주파수 신호에 위상 편이를 삽입함으로써 송신기(12-14)에서 주파수 합성 회로를 통해 이루어질 수 있다. 실제로, 이는 위상 변경이 느리게 이루어지고 높은 분해능(resolution)을 제공하기 때문에 가장 좋은 방법 중 하나이다.It should be understood that the phase control device 30 of FIG. 3 is not the only form of phase shifter that can be used in the present invention. It is also possible to change to a phase controller with two or more states, such as being able to create phase shifts of π / 2, π, and 3π / 2. This can be made by cascading the phase control device 30 shown in FIG. 3 with a similar phase control device comprising quarter wave conductors instead of the half-wave conductor 22. In addition, phase control can be achieved through the frequency synthesizing circuit at the transmitter 12-14, for example, by inserting a phase shift in a reference frequency signal that drives a particular synthesizer. In practice, this is one of the best ways because the phase change is slow and provides high resolution.

예를 들면, 송신부(10)은 RF 신호가 송신기(12-14)의 각각을 통하여 전송되게 되는 최대 용량으로 동작된다. 결합된 채널의 PEP 레벨은 PEP 검출기(16)에 의해 측정되며 (단계(104)), 제어기(11)로 전송된다. 제어기(11) 내에서 PEP 값은 임계값과 비교된다(단계(105)). PEP값이 임계값 이하인 경우에는, PEP 제어와 관련된 아무런 동작도 일어나지 않는다.For example, the transmitter 10 is operated at the maximum capacity at which RF signals are to be transmitted through each of the transmitters 12-14. The PEP level of the combined channel is measured by the PEP detector 16 (step 104) and sent to the controller 11. Within the controller 11 the PEP value is compared with a threshold (step 105). If the PEP value is less than or equal to the threshold, no action related to PEP control takes place.

제어기(11)이 PEP가 임계값 이상인 것을 검출하는 경우(단계(105)), 제어기(11)은 제어기(11)의 메모리 (도시되지 않음) 내의 레지스터(캐리어 레지스터) 내에 지정되어 있는 송신기(12-14)의 위상 제어 장치(30)의 상태를 변경시킨다(단계(106)). 송신기(12-14) 중 하나의 위상 제어 장치(30)의 상태를 변경시키는 것은 레지스터에 의해 지정되는 송신기(12-14)를 통과하는 선택된 캐리어의 위상을 변경시킨다.When the controller 11 detects that the PEP is above the threshold (step 105), the controller 11 is assigned to a transmitter 12 that is designated in a register (carrier register) in the memory of the controller 11 (not shown). -14 state of the phase control device 30 is changed (step 106). Changing the state of the phase control device 30 of one of the transmitters 12-14 changes the phase of the selected carrier passing through the transmitter 12-14 designated by the register.

위상 제어 장치(30)의 상태를 변화시킨 후에, 제어기는 PEP 검출기(16)을 통해 제2 PEP를 측정한다(단계(107)). 제2 PEP 측정값은 제1 측정값과 비교된다. 제2 PEP 값이 제1 PEP 값보다 작은 경우, 제어기(11)은 (예를 들어, 캐리어 레지스터의 내용을 증가시킴으로써) 다른 캐리어를 선택한다(단계(100)). 제2 측정값이 제1 측정값보다 큰 경우, 제어기(11)은 위상 변경을 반대로 한다(단계(109)). 원래 선택된 캐리어의 위상을 원래 상태로 복원한 후, 제어기(11)은 PEP 값이 임계값 이상인 한 다른 캐리어를 선택하여 상기 과정을 반복한다.After changing the state of the phase control device 30, the controller measures the second PEP via the PEP detector 16 (step 107). The second PEP measurement is compared with the first measurement. If the second PEP value is less than the first PEP value, the controller 11 selects another carrier (eg, by increasing the contents of the carrier register) (step 100). If the second measurement is greater than the first measurement, the controller 11 reverses the phase change (step 109). After restoring the phase of the originally selected carrier to its original state, the controller 11 selects another carrier as long as the PEP value is greater than or equal to the threshold and repeats the above process.

제5도는 PEP 제어기 시스템을 더 상세히 도시하고 있으며 본 발명의 실시예에 따라서 전력 제어를 사용하여 PEP 제어를 할 수 있도록 하는 제2도의 송신기(10)을 더 상세히 도시한 블럭도를 나타낸다. 송신부(10)의 PEP 제어기 시스템이 3개의 채널(12-14)의 PEP를 제어하기 위하여 마련되어 있는 것으로 도시되어 있다. 제2도의 제어기(11)에 의해 마련되는 채널 스위칭이 제5도의 어디선가 이루어진다고 가정할 경우, 제5도에서 PSTN과 송신기(12-14)는 직접 연결(interconnettion)된 것으로 도시되어 있다.FIG. 5 shows a PEP controller system in more detail and shows a block diagram illustrating in more detail the transmitter 10 of FIG. 2 that enables PEP control using power control in accordance with an embodiment of the present invention. The PEP controller system of the transmitter 10 is shown as being provided for controlling the PEP of the three channels 12-14. Assuming that channel switching provided by the controller 11 of FIG. 2 takes place somewhere in FIG. 5, the PSTN and transmitters 12-14 are shown in FIG. 5 as being directly interconnetted.

본 발명의 실시예에 따라서, 에코 제거기(echo canceller, 41, 51, 61)은 송신기(12-14)의 각각에 제공된다. 에코 제거기(41, 51, 61)은 음성 액티비티 검출기(voice activity detectors, 43, 53, 63)이 채널 액티비티를 정확히 측정하도록 한다(단계(101)). 채널 액티비티의 측정값은 PEP를 감소시키도록 파라미터를 변경하기 위한 후보 채널을 식별하기 위하여 음성 액티비티 검출기(43, 53, 63)의 각각에서 임계값과 비교된다.According to an embodiment of the invention, echo cancellers 41, 51, 61 are provided in each of the transmitters 12-14. Echo cancellers 41, 51, 61 allow voice activity detectors 43, 53, 63 to accurately measure channel activity (step 101). The measurement of the channel activity is compared with a threshold at each of the voice activity detectors 43, 53, 63 to identify candidate channels for changing parameters to reduce the PEP.

음성 액티비티 검출기(43, 53, 63)로부터의 음성 액티비티 입력(speech activity inputs)을 사용하여, 마이크로컴퓨터(60)은 변조되지 않거나 약하게 변조된 채널을 식별하고, 각각의 송신기(12-14)의 (기지국에서 이동국으로의) 포워드 채널 전력 레벨(forward channel power level)을 선정된 전력 레벨 (예를 들어, 3db)만큼 선택적으로 감소시키기 위하여(단계(103)) 각각의 증폭기(47, 57, 67)로 신호를 전송한다. (선택적으로, 포워드 전력 레벨을 이렇게 감소시키는 것은 가입자로부터 측정된 수신 신호 세기 표시기(RSSI : received signal strength indicator) 레벨이 양호한 캐리어 대 잡음 성능을 보장하기에 불충분한 경우에 생략될 수 있다.) 선택된 채널이 임계값 이하인 경우, 다른 채널이 선택된다(단계(100)).Using speech activity inputs from speech activity detectors 43, 53, and 63, microcomputer 60 identifies an unmodulated or weakly modulated channel and identifies each transmitter 12-14. To selectively reduce the forward channel power level (from the base station to the mobile station) by a predetermined power level (e.g. 3db) (step 103), each amplifier 47, 57, 67 Send a signal). (Optionally, reducing this forward power level can be omitted if the received signal strength indicator (RSSI) level measured from the subscriber is insufficient to ensure good carrier to noise performance.) If the channel is below the threshold, another channel is selected (step 100).

채널 액티비티가 임계값 이상인 것이 결정된 후에, PEP 측정은 PEP 검출기(16)에 의하여 수행된다. PEP 검출기(16)에 의해 측정된 PEP 값은 아날로그 대 디지틀(A/D) 변환기(59)로 적당한 포맷으로 변경되고, 마이크로컴퓨터(60)에 의해 임계값과 비교된다. PEP가 임계값 이하인 경우, 측정 과정은 PEP 제어가 필요할 때까지 반복된다.After it is determined that the channel activity is above the threshold, the PEP measurement is performed by the PEP detector 16. The PEP value measured by the PEP detector 16 is changed into an appropriate format with an analog to digital (A / D) converter 59 and compared with the threshold by the microcomputer 60. If the PEP is below the threshold, the measurement process is repeated until PEP control is needed.

PEP가 임계값 이상인 경우, 마이크로컴퓨터(60)은 적당한 디지틀 대 아날로그(D/A) 변환기를 통해 적당한 위상 편이기(46, 56, 66)로 위상 변경 명령을 전송한다. 위상 편이기(46, 56, 66)은 위상 편이 명령을 수신하면 선택된 캐리어에 위상 편이를 가한다(단계(106)).If the PEP is above the threshold, the microcomputer 60 sends a phase change command to the appropriate phase shifter 46, 56, 66 via a suitable digital to analog (D / A) converter. Phase shifters 46, 56, and 66 apply a phase shift to the selected carrier upon receiving a phase shift command (step 106).

위상 변경에 이어서, PEP가 다시 측정된다(단계(107)). 위상 변경이 PEP를 감소시키지 않는 경우, 위상 변경을 반대로 한다. 위상 변경이 PEP를 감소시키는 경우, 다른 캐리어가 선택된다.Following the phase change, the PEP is measured again (step 107). If the phase change does not reduce the PEP, reverse the phase change. If the phase change reduces the PEP, another carrier is selected.

파라미터 변경을 위한 캐리어의 선택은 (예를 들어, 각각의 캐리어가 순서에 따라 처리되는 것과 같이) 중분적으로 이루어지거나 또는 무작위적으로 이루어지게 된다. 작은 수의 캐리어가 사용되는 경우, 증분적 시스템(incremental system)을 사용하면 쉽게 구현할 수 있고 간단한 처리를 할 수 있다. 많은 수의 캐리어가 사용되는 경우에, 무작위적인 처리가 선택될 수 있다.The choice of carriers for parameter change can be made centrally (eg, as each carrier is processed in order) or randomly. If a small number of carriers are used, an incremental system can be easily implemented and simplified. If a large number of carriers are used, random processing may be chosen.

파라미터의 조정을 통한 PEP의 제어는 중요한 변조 시간 동안 평균 전송 전력에 영향을 주지 않고 PEP를 감소시키는 방법을 제공한다. 이러한 영향은 신호 C에 대해서 π의 위상 변경을 주어 PEP를 감소시키게 되는 제1-5도에서의 위상 변경에 의해 실증되는 간단한 경우로 실증될 수 있다. 셀룰러 시스템의 송신기에서 캐리어의 위상 또는 전력 레벨을 변경시키는 것은 많은 수의 캐리어 때문에 훨씬 덜 중요한 영향을 주게 된다. 한편, 위상 변경이 이루어진 후 PEP에 대한 그 영향을 알기 위하여, 위상 변경 후에 각각의 캐리어를 검사하는 과정을 수행함으로써, PEP에 기여하는 캐리어만이 영향을 받도록 한다. PEP를 임계값과 비교함으로써 필요할 때만 파라미터를 변경하도록 한다. 채널 액티비티 레벨을 임계값과 비교함으로써 PEP에 대하여 최대의 영향을 주는 채널 (변조되지 않거나 약하게 변조된 채널)만이 파라미터의 변경에 의해 영향을 받도록 할 수 있다.Control of the PEP by adjusting the parameters provides a way to reduce the PEP without affecting the average transmit power during the critical modulation time. This effect can be demonstrated in the simple case demonstrated by the phase change in Figs. 1-5 which gives a phase change of π for the signal C, thereby reducing the PEP. Changing the phase or power level of a carrier at the transmitter of a cellular system has a much less significant effect because of the large number of carriers. On the other hand, in order to know the effect on the PEP after the phase change, by performing a process of inspecting each carrier after the phase change, only the carriers that contribute to the PEP is affected. Compare the PEP to the threshold to change parameters only when necessary. By comparing the channel activity level with the threshold, only those channels that have the greatest impact on the PEP (unmodulated or weakly modulated channels) can be affected by the parameter change.

본 발명의 많은 특징과 장점은 상세한 설명으로부터 명잭해졌고, 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 진정한 본질과 범위 내에 있는 본 시스템의 모든 특징과 장점을 포함하도록 하였다. 더우기, 본 기술 분야에서 숙련된 자라면 쉽게 다양한 변경과 수정을 가할 수 있기 때문에 (예를 들어, 액티브 상태의 채널의 파라미터 변경), 본 발명은 상술하고 예시한 정확한 구성 및 동작으로 제한되지 않으며, 따라서 모든 적당한 변경 및 그 균등물은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 분류될 수 있다.Many features and advantages of the invention have been set forth in the description, and therefore, the appended claims are intended to cover all the features and advantages of the system that are within the true nature and scope of the invention. Moreover, since one of ordinary skill in the art can easily make various changes and modifications (e.g., change the parameters of an active channel), the present invention is not limited to the exact configuration and operation described and illustrated above, Accordingly, all suitable modifications and equivalents thereof may be classified as falling within the scope of the present invention.

물론, 본 발명은 도면에 도시되어 있는 특정 실시예로 제한되지 않을 뿐 아니라 첨부된 특허 청구의 범위 내에서 임의의 변경을 가하는 것까지 포함하다고 이해하여야 한다.Of course, it should be understood that the present invention is not limited to the specific embodiments shown in the drawings, but also includes making any changes within the scope of the appended claims.

Claims (11)

다수의 채널을 증폭하는 선형 전력 증폭기의 피크 포락 전력을 감소시키는 방법에 있어서, 상기 선형 전력 증폭기의 피크 포락 전력을 측정하는 단계, 상기 다수의 채널의 각각의 채널에 대한 채널 액티비티 레벨을 측정하는 단계, 및 상기 피크 포락 전력이 제1 임계값 이상이 때, 상기 피크 포락 전력을 감소시키기 위하여 상기 다수의 채널 중 제2 임계값 이상인 채널 액티비티 레벨을 갖는 채널의 적어도 하나의 파라미터를 변경시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.A method for reducing peak envelope power of a linear power amplifier that amplifies a plurality of channels, the method comprising: measuring peak envelope power of the linear power amplifier, measuring channel activity level for each channel of the plurality of channels And when the peak envelope power is above a first threshold, changing at least one parameter of a channel having a channel activity level that is above a second threshold of the plurality of channels to reduce the peak envelope power. Characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 파라미터를 변경시키는 단계는 상기 채널의 캐리어 전력 레벨을 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.2. The method of claim 1, wherein changing the at least one parameter further comprises reducing a carrier power level of the channel. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 파라미터를 변경시키는 단계는 상기 채널의 캐리어 위상을 변경시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.2. The method of claim 1, wherein changing the at least one parameter further comprises changing a carrier phase of the channel. 다수의 채널을 증폭하는 선형 전력 증폭기의 피크 포락 전력을 감소시키기 위한 장치에 있어서, 상기 선형 전력 증폭기의 피크 포락 전력을 측정하기 위한 수단, 상기 다수의 채널의 각각의 채널에 대한 채널 액티비티 레벨을 측정하기 위한 수단, 및 상기 피크 포락 전력이 제1 임계값 이상일 때, 상기 피크 포락 전력을 감소시키기 위하여 상기 다수의 채널 중 제2 임계값 이상인 채널 액티비티 레벨을 갖는 채널의 적어도 하나의 파라미터를 변경시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.17. An apparatus for reducing peak envelope power of a linear power amplifier that amplifies a plurality of channels, the apparatus comprising: means for measuring peak envelope power of the linear power amplifier, measuring channel activity level for each channel of the plurality of channels Means for, and for changing at least one parameter of a channel having a channel activity level that is greater than or equal to a second threshold of the plurality of channels to reduce the peak envelope power when the peak envelope power is above a first threshold. An apparatus comprising means. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 파라미터를 변경시키기 위한 수단은 상기 채널의 캐리어 전력 레벨을 감소시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.5. The apparatus of claim 4, wherein the means for changing the at least one parameter further comprises means for reducing a carrier power level of the channel. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 파라미터를 변경시키기 위한 수단은 상기 채널의 캐리어 위상을 변경시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.5. The apparatus of claim 4, wherein the means for changing the at least one parameter further comprises means for changing the carrier phase of the channel. 다수의 채널을 증폭하는 선형 전력 증폭기의 피크 포락 전력을 감소시키는 방법에 있어서, 상기 선형 전력 증폭기의 피크 포락 전력을 측정하는 단계, 상기 다수의 채널의 각각의 채널에 대한 채널 액티비티 레벨을 측정하는 단계, 및 상기 피크 포락 전력이 제1 임계값 이상일 때, 상기 피크 포락 전력을 감소시키기 위하여 상기 다수의 채널 중 제2 임계값 이상인 채널 액티비티 레벨을 갖는 채널의 전력 레벨을 변경시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.A method for reducing peak envelope power of a linear power amplifier that amplifies a plurality of channels, the method comprising: measuring peak envelope power of the linear power amplifier, measuring channel activity level for each channel of the plurality of channels And when the peak envelope power is above a first threshold, changing a power level of a channel having a channel activity level that is above a second threshold of the plurality of channels to reduce the peak envelope power. How to. 다수의 채널을 증폭하는 선형 전력 증폭기의 피크 포락 전력을 감소시키는 장치에 있어서, 상기 선형 전력 증폭기의 피크 포락 전력을 측정하기 위한 수단, 상기 다수의 채널의 각각의 채널에 대한 채널 액티비티 레벨을 측정하기 위한 수단, 및 상기 피크 포락 전력이 제1 임계값 이상일 때, 상기 피크 포락 전력을 감소시키기 위하여 상기 다수의 채널 중 제2 임계값 이상인 채널 액티비티 레벨을 갖는 채널의 전력 레벨을 변경시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.An apparatus for reducing peak envelope power of a linear power amplifier that amplifies a plurality of channels, the apparatus comprising: means for measuring the peak envelope power of the linear power amplifier, measuring channel activity levels for each channel of the plurality of channels Means for changing a power level of a channel having a channel activity level that is above a second threshold of the plurality of channels to reduce the peak envelope power when the peak envelope power is above a first threshold. Device characterized in that. 다수의 채널을 중폭하는 선형 전력 증폭기의 피크 포락 전력을 감소시키는 방법이 있어서, 상기 선형 전력 증폭기의 피크 포락 전력을 측정하는 단계, 상기 다수의 채널의 각각의 채널에 대한 채널 액티비티 레벨을 측정하는 단계, 및 상기 피크 포락 전력이 제1 임계값 이상일 때, 상기 피크 포락 전력을 감소시키기 위하여 상기 다수의 채널 중 제2 임계값 이상인 채널 액티비티 레벨을 갖는 채널의 캐리어 위상을 변경시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.A method of reducing peak envelope power of a linear power amplifier that amplifies a plurality of channels, the method comprising: measuring peak envelope power of the linear power amplifier, measuring channel activity levels for each channel of the plurality of channels And when the peak envelope power is above a first threshold, changing a carrier phase of a channel having a channel activity level that is above a second threshold of the plurality of channels to reduce the peak envelope power. How to. 다수의 채널을 증폭하는 선형 전력 증폭기의 피크 포락 전력을 감소시키기 위한 장치가 있어서, 상기 선형 전력 증폭기의 피크 포락 전력을 측정하기 위한 수단, 상기 다수의 채널의 각각의 채널에 대한 채널 액티비티 레벨을 측정하기 위한 수단, 및 상기 피크 포락이 전력 제1 임계값 이상일 때, 상기 피크 포락 전력을 감소시키기 위하여 상기 다수의 채널 중 제2 임계값 이상인 채널 액티비티 레벨을 갖는 채널의 캐리어 위상을 변겨시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.An apparatus for reducing peak envelope power of a linear power amplifier that amplifies a plurality of channels, comprising: means for measuring peak envelope power of the linear power amplifier, measuring channel activity level for each channel of the plurality of channels Means for changing the carrier phase of a channel having a channel activity level that is greater than or equal to a second threshold of the plurality of channels to reduce the peak envelope power when the peak envelope is above a power first threshold. Apparatus comprising a. 다수의 채널을 증폭하는 선형 전력 증폭기의 피크 포락 전력을 감소시키기 위한 장치가 있어서, 상기 선형 전력 증폭기와 연동되도록 접속된 피크 포락 전력 검출기, 상기 다수의 채널의 각각의 채널에 대한 채널 액티비티 레벨을 측정히기 위한 채널 액티비티 레벨검출기, 및 상기 피크 포락 전력이 제1 임계값 이상일 때, 상기 피크 포락 전력을 감소시키기 위하여 상기 다수의 채널 중 제2 임계값 이상인 채널 액티비티 레벨을 갖는 채널의 캐리어의 적어도 하나의 위상을 변경시키기 위한 피크 포락 저녁 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.An apparatus for reducing peak envelope power of a linear power amplifier that amplifies a plurality of channels, the apparatus comprising: a peak envelope power detector connected to interoperate with the linear power amplifier, measuring channel activity levels for each channel of the plurality of channels At least one of a channel activity level detector for raising and a carrier of a channel having a channel activity level that is greater than or equal to a second threshold of the plurality of channels to reduce the peak envelope power when the peak envelope power is above a first threshold. And a peak envelope evening controller for changing the phase.
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